AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Канал Youtube
Сервис подбора стартерных аккумуляторов по марке автомобиля

Алексей Прохоров
29 марта 2022, Вторник в 06:00:03
0
комментариев

Исследователи изучают оптоионный эффект для увеличения ионной проводимости энергетических материалов с помощью света

Литий-ионные аккумуляторы, топливные элементы и многие другие устройства зависят от подвижности ионов. На пути ионов возникает большое количество препятствий, что ухудшает работу вышеперечисленных устройств. Исследовательская группа под руководством Дженнифер Л. М. Рупп из Мюнхенского технического университета (TUM) и Гарри Л. Таллера из Массачусетского технологического института (MIT) продемонстрировала, что для увеличения подвижности ионов можно использовать свет.

Исследователи изучают оптоионный эффект для увеличения ионной проводимости энергетических материалов с помощью света


Заряд в материалах может переноситься различными способами. Наиболее распространенным вариантом является перенос заряда в металлах с помощью электронов. Но бывают ситуации, когда заряд переносится ионами. Распространённым примером такой передачи являются литий-ионные аккумуляторы. В них ионы лития перемещаются в процессе зарядки и разрядки. Топливные элементы также зависят от перемещения ионов водорода и кислорода для обеспечения электропроводности.

В настоящее время керамика тестируется в качестве твердого электролита для перемещения ионов кислорода. Один из исследователей, профессор Гарри Л. Таллер из Массачусетского технологического института, сказал, что им удалось обнаружить ухудшение ионной проводимости из-за блокировки ионов на границах зёрен.
 

Свет заставляет ионы двигаться

Таллер и его коллега профессор химии твердотельных электролитов Мюнхенского технического университета Дженнифер Л. М. Рупп продемонстрировали, что свет можно использовать для уменьшения барьеров, с которыми сталкиваются ионы на границах керамических зерен. Многие устройства, которые основаны на ионной проводимости (например, твердооксидные топливные элементы), должны работать при очень высоких температурах, чтобы ионы могли преодолевать барьеры границы зёрен. Однако рабочая температура до 700 С создаёт определённые проблемы. Быстро происходит старение материала, а инфраструктура для поддержания такой высокой температуры обходится довольно дорого.

Ведущий автор статьи и аспирант Томас Дефферриер говорит, что смысл исследования состоял в том, чтобы преодолеть барьеры зёрен, не используя при этом тепла. Они задались вопросом, а можно ли получить такую же ионную проводимость с использованием другого инструмента. Оказалось, что этот инструмент лёгкий и доступный – свет. Интересно, что ранее он никогда не использовался в этих целях.
 

Более высокая эффективность преобразования и хранения энергии

Рупп отметил, что их исследование продемонстрировало существенное увеличение подвижности ионов при освещении керамических материалов для топливных элементов. При проведении тестирования они использовали оксид церия, легированный гадолинием. Он применяется в качестве твердотельного электролита в топливных элементах. Согласно опубликованным данным, освещение позволило увеличить проводимость на границах зёрен в 3,5 раза.

Учёные назвали это оптоионным эффектом. Как сообщается, этот эффект может найти широкое применение в будущем. К примеру, можно улучшить характеристики твердотельных электролитов в литий-ионных аккумуляторах будущего поколения. Это будет способствовать увеличению скорости зарядки или проложит путь к разработке новых электрохимических технологий хранения и преобразования энергии, которые работают при низких температурах и обеспечивают высокую скорость движения ионов.

Результаты опубликованного исследования можно посмотреть здесь.

Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.




Вы находитесь: Главная Новости Исследование оптоионного эффекта
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Внимание! Отправляя email для подписки, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
© 2015 - 2022 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!